תוֹכֶן
פולימר הוא מונח כללי לכל מולקולה שהיא שרשרת ארוכה של חלקים קטנים וחוזרים על עצמם. בתעשייה, פולימרים נחשבים בדרך כלל כפלסטיקה, שכן חומרים מלאכותיים שונים, כמו אלה, הם פולימרים שמקורם בנפט. עם זאת, ישנם פולימרים רבים ושונים (טבעיים ומלאכותיים) המיוצרים מחלקים שונים. לעתים קרובות, סוג שרשרת הפולימר קובע את תכונותיה.
מבנה כללי של פולימרים
פולימרים מורכבים משרשראות ארוכות וחוזרות של מונומרים, שהם החלקים הקטנים ביותר בהם. פולימרים נפוצים רבים עשויים נפט ופחמימנים אחרים, בעוד שחלקם מופיעים באופן טבעי. לדוגמא, פוליאתילן מלאכותי נוצר על ידי שרשרת של מולקולות אתילן, בעוד עמילן, המופיע באופן טבעי, מורכב משרשראות ארוכות של מולקולות גלוקוז. יש רשתות פולימריות רק כמה מאות יחידות, בעוד שאחרות יכולות להיות אינסופיות. מולקולות גומי טבעי, למשל, שזורות כל כך, עד שניתן לחשוב על גומייה שלמה כמולקולת פולימר גדולה.
פולימרים לינאריים
הפולימרים הפשוטים ביותר הם פולימרים לינאריים, שהם פשוט שרשראות בהן כל המונומרים נמצאים על קו אחד. דוגמה לפולימר לינארי הוא טפלון, עשוי טטרפלואורו-אתילן, שהוא רצועת יחידות אחת העשויה משני אטומי פחמן וארבעה אטומי פלואור. כאשר הם נוצרים, פולימרים לינאריים אלה יכולים ליצור סרטים, סיבים או ליצור רשת שיכולה להיות חזקה ועמידה מאוד.
פולימרים מסועפים
פולימרים מסועפים מתרחשים כאשר קבוצות יחידות מסתעפות מהשרשרת הארוכה. ענפים אלה ידועים כשרשראות צדדיות ויכולים להיות גם קבוצות ארוכות של מבנים חוזרים ונשנים. ניתן עדיין לסווג פולימרים אלה בדרך של הסתעפותם מהשרשרת הראשית. פולימרים בעלי ענפים רבים ידועים כ- dendrimers, מולקולות שיכולות ליצור רשתות בעת קירורן. זה יכול להפוך את הפולימר לחזק בטמפרטורה אידיאלית. עם זאת, כאשר הם מחוממים, גם פולימרים לינאריים וגם ענפים מתרככים כאשר רטט הטמפרטורה עולה על הכוחות האטרקטיביים בין המולקולות.
פולימרים צולבים
סוג נוסף של פולימרים מכונה פולימר צולב. פולימר זה יוצר שרשראות ארוכות, מסועפות או לינאריות, היכולות ליצור קשרים קוולנטיים בין המולקולות שלו. מכיוון שפולימרים מצולבים יוצרים קשרים אלה חזקים בהרבה מהכוחות הבין מולקולריים שמושכים שרשראות פולימריות אחרות, התוצאה היא חומר חזק ויציב יותר. דוגמה לכך היא כאשר גומי טבעי הוא וולקני, מה שאומר שהוא התחמם כך שמולקולות הגופרית בשרשראות יוצרות קשרים זה עם זה. ההבדל בחוזק זה מורגש כאשר משווים את הנוקשות והעמידות של צמיג רכב ופסים אלסטיים.